鈉硫電池的五個關鍵問題分析

目前，人們對鈉硫電池存在一些質疑，認為鈉硫電池在短時間內難以實現商業應用。為了回答這些問題，《科學時報》采訪了鈉硫電池的開發人員文兆銀、我國科學院上海硅酸鹽研究所研究員劉宇和高級工程師曹家迪。

問題一:安全

更準確地說，安全是操作可靠性的問題。

疑問:鈉硫電池的運行溫度在300~350℃之間，假如陶瓷介質一旦損壞構成短路，高溫液體鈉和硫磺會直接接觸，發生劇烈的放熱反應，發生2000℃的高溫，相當危險。

文兆銀:NGK自1992年示范以來，已經在日本運營了100多座soada-硫磺電池儲能電站。在這18年里，只有一場火災，在消防隊到來之前就被自己撲滅了。它被認為是次要的。

自從這種電池上市以來，日本媒體做了大量宣傳，希望能改變公眾對鈉硫電池的看法。

事實上，任何儲能系統都是一個儲能系統，都存在安全隱患。由于固體隔膜是陶瓷制成的，沒有氣體，因此沒有爆炸。與其他電池相比，鈉硫電池的入射率較低。

鈉和硫直接接觸,一旦有安全風險,所以我們在結構設計采取了很多安全措施,層層設防,以確保即使陶瓷損傷不會短暫接觸,即使電池損壞不會短暫溢出。

硅酸鹽鈉硫電池沒有安全問題，正在進行長期運行的驗證。

問題二:壽命問題

一旦材料和組件被使用，產品可以使用10年。

問:壽命短影響其性價比，難以商業化。

熱銀:與其他電池不同的是，鈉硫電池沒有副用途，而且活性材料可以在不損耗的情況下可逆使用。由于金屬部件在硫和硫化物介質中長期高溫會出現腐蝕，影響其使用壽命，所以金屬部件的鈉硫電池都采用特殊的防腐方法進行維護。

硅酸鹽目前正在試驗的鈉硫電池的預期壽命為8年，其初始降解水平遠不及日本。一旦達到產業化階段，解決數據與電池的一致性，電池壽命可達10年以上，目前日本產品的水平約為15年。

問題三:溫度問題

該模塊具有良好的絕緣性能，可以在一段時間內保持低功耗運行。

疑問:鈉硫電池在300℃條件下啟動能力存在保溫和能耗問題，啟動時間長在一定程度上制約了其使用。

曹家迪:鈉硫電池在充電時吸收能量，要額定電能加熱，放電時釋放熱量，足以維持所需的溫度。

同時，研制開發的硅酸鹽電池模塊具有良好的保溫功能，在沒有電源加熱的情況下也可以長時間保溫。NGK的產品現在要大約半個月的時間從工作溫度冷卻到室溫，斷電后可以在低功率下運行一周。

問題4:廢舊電池的處理

日本現在擁有一套相當成熟的復蘇技能。

懷疑:損壞的電池很難處理，這是鈉硫電池的弱點之一。

劉宇:鈉硫電池和其他電池不相同。它是可拆卸電池。因此，在原則上，回收率和重用率將會更高。鈉和硫部分中的化合物可以可逆地分化成鈉和硫。其他金屬部件也可以回收利用。

日本現在有一套相當成熟的恢復技術和程序。硅酸鹽研究所現在也具備了一套初步的清潔回收技能，在一些維護介質中進行拆分，鈉、硫和金屬可以回收再利用。

但是，如何有效地回收和再利用鈉硫電池還要進一步的研究。

問題5:資金問題

我們的價格不比日本的高。

疑問:國產鈉硫電池成本能否降至商用水平?

文兆銀:在各種大容量儲能電池中，除了性能較差的鉛酸電池外，鈉硫電池是最便宜的。